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目的:观察氟对大鼠和儿童神经行为功能的影响。
方法:
1.动物实验
三周龄大鼠64只,体重60-80g,随机均分为8组,雌雄各半。暴露组分别用氟化钠10mg/Kg、20mg/Kg、40mg/Kg灌胃,对照组用去离子水灌胃,以上每组再分2个亚组;分别于染毒1个月、3个月后处死大鼠,处死前做Morris水迷宫、跳台实验用来检测大鼠学习记忆能力;留取24小时尿液,测定血氟与尿氟浓度;取脑组织作组织病理和超微结构检查。
2.流行病学调查
根据国家标准并参照以往调查资料,对贵州省仁怀地区历史氟病区进行流行病学调查,从冠英村、茅台村、高大坪村各选一所小学,获得氟中毒轻中重病例309例;从新浦村选一所学校,获得正常对照101例。对上述8-12岁四、五年级学生进行问卷调查,并用计算机化神经行为学评价系统--伯乐版神经行为学评价系统(B.NESC)进行儿童神经行为测试。氟斑牙检测参照WHO推荐的Dean氏法。取清晨第一份尿液测定尿氟,尿氟含量检测参照《尿中氟化物测定-离子选择电极法标准(WS/T89-1996)》。
结果:
1.动物实验
(1)暴露组血氟、尿氟浓度均高于对照组(P<0.01),且染毒3个月血氟和尿氟浓度均高于染毒1个月(P<0.01)。(2)光镜下,染毒3个月高剂量组出现核固缩,细胞凋亡、噬神经现象,对照组和中低剂量组未见明显异常,透射电镜显示:染毒3个月高剂量组可见染色质块状边集,髓鞘样结构形成,线粒体变形、体内空泡、肿胀。对照组和中低剂量组大鼠神经细胞核内染色质均匀分布,核膜结构清晰,胞浆中细胞器分布正常。(3)跳台测试结果显示,染毒组1个月时,各剂量组错误次数均有增加、下台潜伏期缩短,但与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);到3个月时,各剂量组错误次数明显高于对照组,下台潜伏期短于对照组(P<0.01)。(4)Morris水迷宫测试显示,染毒1个月时,与对照组比较,各剂量组大鼠逃逸潜伏期及搜索路程增加,且随着剂量的增加而逐渐延长,但无统计学意义(P>0.05);到3个月时,大鼠逃逸潜伏期及搜索路程显著延长,亦随着剂量的增加而逐渐延长(P<0.01)。
2.流行病学调查
(1)重病区氟中毒儿童的尿氟水平高于对照区(P<0.05),其余各病区之间、各病区与对照区之间比较均无明显差异;尿氟浓度与氟斑牙分度程度呈正相关(r=0.298,P<0.05);按氟斑牙病损程度进行分组,重度组和中度组的尿氟浓度与其他各组比较均有差异(P<0.05)。轻度组、极轻度组及可疑组均高于正常组(P<0.05);年龄差异和同龄性别差异不影响尿氟排泄水平(P>0.05)。(2)受调查农户炉灶使用情况:铁炉占23%,煤灶占45.9%;烟囱未出屋占18%,炉盖破损占35%,灶炉破损占21%。(3)神经行为学功能测试结果显示,重病区的NAI各项均低于对照区(P<0.01),而中、轻病区和对照区仅在NAI的视觉保留项有差异(P<0.05):中病区<轻病区<对照区;按氟斑牙病损程度分组时,轻度组、中度组、重度组的NAI均低于正常、可疑和极轻组。不同氟斑牙病损程度组在视觉保留项、心算项、注意力调转项比较有差异(P<0.05),在系统加减、记忆扫描项没有差异。(4)相关分析显示视觉保留项和系统加减项与尿氟值呈明显负相关;多元逐步回归分析结果显示视觉保留项的主要影响因素是尿氟含量和氟斑牙病损程度,系统加减项的主要影响因素是居住年限和氟斑牙病损程度,心算项、注意力调转项、记忆扫描项的主要影响因素是氟斑牙病损程度。
结论:
1.氟对大鼠脑组织损伤并引起超微结构和组织病理学的损害具有一定量效关系和时效关系。
2.氟对大鼠学习记忆能力有一定损害。
3.氟中毒可影响儿童的记忆能力、反应敏捷度和计算能力,尿氟浓度与神经行为功能间可能存在一定接触水平-效应关系。神经行为能力指数(NAI)可考虑作为氟病区儿童健康监护的早期敏感指标。